專利名稱：具電磁能量傳送的手寫輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手寫輸入裝置，特別是涉及一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置。
背景技術(shù)：
目前市面上電磁式手寫輸入裝置(例如手寫板(Tablet)、數(shù)位板(Digitizer)與電子白板(Digital Whiteboard)等)的感應(yīng)原理主要可分為超音波式、電磁感應(yīng)式或電阻式等。其中，電磁式感應(yīng)主要是以一片具有X軸與Y軸天線的電路板，再搭配一支專用的電磁信號筆使用。以目前的電磁式感應(yīng)的手寫輸入裝置而言，根據(jù)其所配用的電磁筆來分類，可分為內(nèi)含電池的電磁筆與不含電池的電磁筆兩種手寫輸入裝置。內(nèi)含電池的電磁筆(Battery Electromagnetic Pen)又稱為主動式技術(shù)，此種電磁筆無需手寫輸入裝置發(fā)射電磁能量給筆，手寫輸入裝置單純地僅需接收電磁筆所發(fā)射過來的電磁信號。但是，其主要缺點(diǎn)需要更換電池與重量較重。另外，不含電池的電磁筆(Battery-free Electromagnetic Pen)又稱被動式技術(shù)，以日商Wacom公司為代表性，其技術(shù)可參閱美國公告的4，878，553、4，848，496與 5，600，105號專利。因?yàn)殡姶殴P的內(nèi)部沒有電池，所需要的能量須從手寫輸入裝置供應(yīng)。所以手寫輸入裝置的天線回圈不但需要用于接收電磁信號，還必須兼作發(fā)射能量給電磁筆之用。當(dāng)手寫輸入裝置想偵知電磁筆時，必須先經(jīng)由天線回圈短暫地發(fā)射十?dāng)?shù)個周期的電磁波，之后隨即停止發(fā)射電磁波能量而轉(zhuǎn)變成接收模式。同時也由于電磁筆的能量會迅速被消耗完(因?yàn)殡姶殴P沒有電池?zé)o法穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)射能量讓天線回圈接收)，接收模式同樣也僅能持續(xù)十?dāng)?shù)個周期，天線回圈此時只得又再變回發(fā)射模塊，其電路結(jié)構(gòu)可參閱圖IA所示。由上述可以得知，天線回圈有接近一半的時間耗費(fèi)在發(fā)射能量，而僅剩一半的時間用于接收電磁波，此類型的手寫輸入裝置主要的缺點(diǎn)就是每秒的資料量較少。另外，還有一種Calcomp公司所生產(chǎn)的手寫輸入裝置，可參閱美國專利公告 5，045，645號專利，如圖IB所示，此手寫輸入裝置在電路板上內(nèi)建類似調(diào)幅(Amplitude modulation)載波的調(diào)變電路(Modulation, MOD)及解調(diào)電路(Sync Demodulation, Sync Demod)，并發(fā)射經(jīng)調(diào)變后的電磁波給電磁筆，電磁筆內(nèi)有封波(envelop)電路將共振電路中的封波取出，并以此較低頻率發(fā)射回手寫輸入裝置。而此設(shè)計(jì)上的缺點(diǎn)在于所發(fā)射信號頻率穩(wěn)定性差，同時此設(shè)計(jì)也極易受外界電磁場干擾。由此可見，上述現(xiàn)有的電磁式手寫輸入裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的電磁式手寫輸入裝置存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種新式手寫輸入裝置可以持續(xù)不間斷地發(fā)送電磁能量給無電池的電磁筆；改善現(xiàn)有習(xí)知手寫輸入裝置需要轉(zhuǎn)換信號接收與發(fā)送的繁復(fù)步驟。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其中包含一微控制器，用于控制多數(shù)個第一信號的產(chǎn)生；一能量傳送線圈(Power TransferringCoil)，用于將該多數(shù)個第一信號以電磁波形式傳送；一電磁筆，用于接收該多數(shù)個第一信號的電磁能量，且將該多數(shù)個第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為多數(shù)個第二信號傳遞；一天線回圈(Antenna Loops)，用于接收該多數(shù)個第二信號；以及一過濾器，用于過濾該多數(shù)個第二信號的雜信；其中該第一信號的頻率不同于該第二信號的頻率，且該多數(shù)個第一信號系由該微控制器的一第一時脈與一振蕩電路所產(chǎn)生。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的手寫輸入裝置，其中所述的更包含一反相器(Inverter)與一交流信號輸出級電路(AC Driver Circuit)，借由該反相器與該交流信號輸出級電路將該第一信號轉(zhuǎn)換成交流信號。前述的手寫輸入裝置，其中所述的更包含一取樣電路，用于取樣過濾后的該第二信號的正弦波形。前述的手寫輸入裝置，其中所述的更包含一計(jì)數(shù)器與該微控制器的一第二時脈計(jì)
算該第二信號的頻率。前述的手寫輸入裝置，其中所述的手寫輸入裝置是為一電磁式手寫輸入裝置。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其中包含一微控制器，其可產(chǎn)生一第一時脈與一第二時脈，該第一時脈與一振蕩電路產(chǎn)生多數(shù)個第一信號；一能量傳送線圈，用于將該多數(shù)個第一信號以電磁波形式傳送；一電磁筆，用于接收該多數(shù)個第一信號的電磁能量，且將該多數(shù)個第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為多數(shù)個第二信號傳遞；一天線回圈，用于接收該多數(shù)個第二信號；一過濾器，用于過濾該多數(shù)個第二信號，該多數(shù)個第二信號的雜信包含該多數(shù)個第一信號；一取樣電路，用于取樣過濾后之該第二信號的正弦波形；以及一計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器配合該第二時脈用于計(jì)算該第二信號的頻率；其中該第一信號的頻率不同于該第二信號的頻率。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的手寫輸入裝置，其中所述的更包含一反相器與一交流信號輸出級電路，借由該反相器與該交流信號輸出級電路將該第一信號轉(zhuǎn)換成交流信號。前述的手寫輸入裝置，其中所述的手寫輸入裝置是為一電磁式手寫輸入裝置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容提供一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其包含微控制器、能量傳送線圈、電磁筆、天線回圈與過濾器。微控制器用于控制第一信號的產(chǎn)生，而能量傳送線圈 (Power Transferring Coil)用于將第一信號以電磁波形式傳送。電磁筆用于接收第一信號的電磁能量，且將第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為第二信號傳遞。天線回圈(Antenna Loops) 用于接收第二信號，而過濾器用于過濾第二信號以排除不必要的雜信。
本發(fā)明更提供一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其包含微控制器、能量傳送 線圈、電磁筆、天線回圈、過濾器、取樣電路與計(jì)數(shù)器。微控制器用于產(chǎn)生第一時脈與第二時 脈，第一時脈與一振蕩電路產(chǎn)生第一信號。能量傳送線圈用于將第一信號以電磁波形式傳 送。電磁筆用于接收第一信號的電磁能量，且將第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為第二信號傳遞。 天線回圈用于接收第二信號，而過濾器用于過濾第二信號。取樣電路用于取樣過濾后的第 ニ信號的正弦波形，且計(jì)數(shù)器配合第二時脈用于計(jì)算第二信號的頻率。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具電磁能量傳送的手寫輸入裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及 有益效果借由本發(fā)明的手寫輸入裝置的電路設(shè)計(jì)，手寫輸入裝置可以持續(xù)發(fā)射能量給電 磁筆，不需要像現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)那般一直轉(zhuǎn)換發(fā)射模式與接收模式，而且電磁筆也須加裝電 池以持續(xù)發(fā)射信號給手寫輸入裝置偵測。另ー方面，在電路設(shè)計(jì)上，不需要有相位比較電 路(PhaseComparator)，更不必要在電路中設(shè)置調(diào)變電路(Modulation，MOD)及解調(diào)電路 (Sync Demodulation, Sync Demod)做發(fā)射信號與接收信號之間的切換。因此，本發(fā)明的手 寫輸入裝置改善了電磁筆加裝電池后電磁筆過重的問題，也改善了手寫輸入裝置毎秒所偵 測的資料量較少的問題，而且沒有額外增加電路的成本。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖IA為傳統(tǒng)的手寫輸入裝置的概略方框圖；圖IB為另ー傳統(tǒng)的手寫輸入裝置的概略方框圖；圖2A顯示本發(fā)明的電磁式手寫輸入裝置的概略方框圖；圖2B為第一信號的交流信號的波形圖；圖2C為第一信號與第二信號混合的交流信號所合成的波形圖；及圖2D為第二信號的正弦波形圖。20 手寫輸入裝置202 微控制器2022 第一時脈20M:類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器2026 第二時脈204: 能量傳送線圈206 天線回圈208: 過濾器210 振蕩電路212:反相器214交流信號輸出級電路 216:電磁筆218 取樣電路220: 計(jì)數(shù)器222 多エ器
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的具電磁能量傳送的手寫輸入裝置其具體實(shí)施方 式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。圖2A所示本發(fā)明的電磁式手寫輸入裝置的概略方框圖。如圖2A所示，此電磁式手寫輸入裝置20主要包含微控制器202、能量傳送線圈(Powerl^ransferring Coil) 204、天線回圈(Antenna Loops) 206與過濾器208。此微控制器202可產(chǎn)生第一時脈2022，此第一時脈2022配合外部的振蕩電路(Crystal or Oscillator) 210提供電磁式手寫輸入裝置20 特定頻率的方波信號(在此稱為第一信號)。然后將具特定頻率之方波信號的第一信號傳遞至反相器(Inverter) 212與交流信號輸出級電路(AC Driver Circuit) 214，借由反相器 212與交流信號輸出級電路214將方波信號轉(zhuǎn)換成相同頻率的交流信號。借由反相器212 與交流信號輸出級電路214轉(zhuǎn)換成的交流信號的信號圖形可參閱圖2B所示。之后，再將交流信號輸出至能量傳送線圈204，通過能量傳送線圈204以電磁波形式將信號的能量傳送給電磁筆216。然后，依舊參閱圖2A所示，電磁筆216接收第一信號的電磁波能量后會發(fā)射不同于第一信號之頻率的第二信號，而電磁式手寫輸入裝置20的天線回圈206用于接收此第二信號。然而，本發(fā)明的天線回圈206除了接收第二信號外，同時也會接收第一信號或是周遭環(huán)境的雜信，如圖2C所示。此時可通過過濾器208將不必要的信號(如第丨信號等)濾除。 在此需要說明的，于此實(shí)施例中，此過濾器208為帶通濾波器(Band Pass Filter)，可將較高的第丨信號過濾掉，在不同的實(shí)施例，若第一信號的頻率較第二信號低，本發(fā)明的過濾器 208可為一高通濾波器(High Pass Filter)將較低頻率的信號過濾。同理，本發(fā)明的濾波器208亦可為低通濾波器(Low PassFilter)將較高頻率的信號過濾，在此不局限。因此， 通過過濾器208過濾后就可以得到穩(wěn)定的第二信號的正弦波形，如圖2D所示，并將此正弦波形傳遞至微控制器202。最后，根據(jù)此正弦波形，微控制器202可計(jì)算出電磁筆216所在的X軸與Y軸的座標(biāo)位置。在此需要說明的是，本發(fā)明的手寫輸入裝置20更包含一取樣電路(Sampling Circuit)218，借由取樣電路218取樣過濾后的第二信號的正弦波形，然后再通過微控制器 202的類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(A/D Converter) 20M進(jìn)行類比/數(shù)位信號轉(zhuǎn)換。而且此第二信號的正弦波形更通過一計(jì)數(shù)器220與微控制器202的第二時脈20 計(jì)算此正弦波形的頻率。 最后，微處理器202根據(jù)第二信號轉(zhuǎn)換后的數(shù)位信號與正弦波形的頻率計(jì)算出電磁筆216 觸控在手寫輸入裝置的座標(biāo)位置。另外，本發(fā)明的手寫輸入裝置20更進(jìn)一步包含一多工器 (Multiplexer) 224，借由微處理器202控制多工器222選擇驅(qū)動電路214或天線回圈206 的信號作為輸入信號，再進(jìn)一步傳送至過濾器208過濾。由上述可知，借由本發(fā)明的手寫輸入裝置20的電路設(shè)計(jì)，手寫輸入裝置20可以持續(xù)發(fā)射能量給電磁筆216，不需要像現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)那般一直轉(zhuǎn)換發(fā)射模式與接收模式， 而且電磁筆216也須加裝電池以持續(xù)發(fā)射信號給手寫輸入裝置20偵測。另一方面，在電路設(shè)計(jì)上，不需要有相位比較電路(Phase Comparator)，更不必要在電路中設(shè)置調(diào)變電路 (Modulation, MOD)及解調(diào)電路(Sync Demodulation, Sync Demod)做發(fā)射信號與接收信號之間的切換。因此，本發(fā)明的手寫輸入裝置20改善了電磁筆216加裝電池后電磁筆過重的問題，也改善了手寫輸入裝置每秒所偵測的資料量較少的問題，而且沒有額外增加電路的成本。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其特征在于包含 一微控制器，用于控制多數(shù)個第一信號的產(chǎn)生；一能量傳送線圈，用于將該多數(shù)個第一信號以電磁波形式傳送； 一電磁筆，用于接收該多數(shù)個第一信號的電磁能量，且將該多數(shù)個第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為多數(shù)個第二信號傳遞；一天線回圈，用于接收該多數(shù)個第二信號；以及一過濾器，用于過濾該多數(shù)個第二信號的雜信；其中該第一信號的頻率不同于該第二信號的頻率，且該多數(shù)個第一信號是由該微控制器的一第一時脈與一振蕩電路所產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求1所述的手寫輸入裝置，其特征在于其更包含一反相器與一交流信號輸出級電路，借由該反相器與該交流信號輸出級電路將該第一信號轉(zhuǎn)換成交流信號。
3.如權(quán)利要求1所述的手寫輸入裝置，其特征在于其更包含一取樣電路，用于取樣過濾后的該第二信號的正弦波形。
4.如權(quán)利要求3所述的手寫輸入裝置其特征在于其更包含一計(jì)數(shù)器與該微控制器的一第二時脈計(jì)算該第二信號的頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的手寫輸入裝置，其特征在于其中所述的手寫輸入裝置是為一電磁式手寫輸入裝置。
6.一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其特征在于包含一微控制器，其可產(chǎn)生一第一時脈與一第二時脈，該第一時脈與一振蕩電路產(chǎn)生多數(shù)個第一信號；一能量傳送線圈，用于將該多數(shù)個第一信號以電磁波形式傳送； 一電磁筆，用于接收該多數(shù)個第一信號的電磁能量，且將該多數(shù)個第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為多數(shù)個第二信號傳遞；一天線回圈，用于接收該多數(shù)個第二信號；一過濾器，用于過濾該多數(shù)個第二信號，該多數(shù)個第二信號的雜信包含該多數(shù)個第一信號；一取樣電路，用于取樣過濾后的該第二信號的正弦波形；以及一計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器配合該第二時脈用于計(jì)算該第二信號的頻率； 其中該第一信號的頻率不同于該第二信號的頻率。
7.如權(quán)利要求6所述的手寫輸入裝置，其特征在于其更包含一反相器與一交流信號輸出級電路，借由該反相器與該交流信號輸出級電路將該第一信號轉(zhuǎn)換成交流信號。
8.如權(quán)利要求6所述的手寫輸入裝置，其特征在于其中所述的手寫輸入裝置是為一電磁式手寫輸入裝置。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具電磁能量傳送的手寫輸入裝置，其包含微控制器、能量傳送線圈、電磁筆、天線回圈與過濾器。微控制器用于控制第一信號的產(chǎn)生，而能量傳送線圈(Power Transferring Coil)用于將第一信號以電磁波形式傳送。電磁筆用于接收第一信號的電磁能量，且將第一信號的電磁能量轉(zhuǎn)換為第二信號傳遞。天線回圈(Antenna Loops)用于接收第二信號，而過濾器用于過濾第二信號以排除不必要的雜信。
文檔編號G06F3/033GK102298480SQ20101021413
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者葉嘉瑞, 茆中甫 申請人:太瀚科技股份有限公司